MAX98357A тихий звук - как побороть это?

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

Использую в проекте связку ESP32 + аудио микросхема (сборка) MAX98357A с интерфейсом I2S. Воспроизводит эта сборка mp3 файлы хорошо, но звук на выходе получается тихий. В даташите на MAX98357A написано, что при использовании 8-омного динамика максимальная мощность на выходе должна быть 1,8 Вт, а 4-омного динамика - 3 Вт.

В моём случае используется 8-омный динамик, питание 5 В. При этом вывод Gain присоединён к земле, т.е. усиление сигнала равно 12 дБ, а вывод SD висит в воздухе, что значит сигнал на выходе равен (левый канал + правый канал) / 2.

Звук в динамике не достаточно громкий. Общий ток потребления около 50мА, при расчёте на звуковую мощность это получается 5 В * 0,05 А = 250 мВт. Где заявленные 1,8 Вт - не ясно.

Есть у кого идеи, как увеличить громкость в данной сборке, может кто сталкивался с таким?

Kakmyc
Offline
Зарегистрирован: 15.01.2018

Схема подключения неправильная.

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

Kakmyc пишет:
Схема подключения неправильная.

В каком месте схема подключения неправильная?

Kakmyc
Offline
Зарегистрирован: 15.01.2018

А в каком месте она правильная ?

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

Если есть что сказать по существу, то выкладывай, иначе проходи мимо

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

https://learn.adafruit.com/adafruit-max98357-i2s-class-d-mono-amp/pinouts - вот эта сборка, как я подключал, описал в теле сообщения

GarryC
Offline
Зарегистрирован: 08.08.2016

For the breakout board, there's a 1Mohm resistor from SD to Vin which, when powering from 5V will give you the 'stereo average' output.

Kakmyc
Offline
Зарегистрирован: 15.01.2018

Olejanja пишет:

https://learn.adafruit.com/adafruit-max98357-i2s-class-d-mono-amp/pinouts - вот эта сборка, как я подключал, описал в теле сообщения

Надо не описывать, а схему прилагать.
Пока схемы нет, она по умолчанию "неправильная"

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Olejanja пишет:

В каком месте схема подключения неправильная?

В центре, чуть наискосок налево.

Вам намекнули, что Вы не привели схему. И зря Вы в ответ бычить стали.

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

GarryC пишет:

For the breakout board, there's a 1Mohm resistor from SD to Vin which, when powering from 5V will give you the 'stereo average' output.

У меня моно треки для воспроизведения. При подключении SD на +Vin мы воспроизводим левый канал. Громкость при этом не меняется

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

Kakmyc пишет:
Olejanja пишет:

https://learn.adafruit.com/adafruit-max98357-i2s-class-d-mono-amp/pinouts - вот эта сборка, как я подключал, описал в теле сообщения

Надо не описывать, а схему прилагать. Пока схемы нет, она по умолчанию "неправильная"

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

ЕвгенийП пишет:

В центре, чуть наискосок налево.

Вам намекнули, что Вы не привели схему. И зря Вы в ответ бычить стали.

Простите, я намёков не понимаю, а на Вашем форуме впервые

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

резисторы в цепи динамика точно нулевого сопротивления?

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Вообще  "тихо" -это характеристика не техническая. Надо воспроизвести файл, где записан синус 1кГц с уровнем 0дБ. И соответственно измерять амплитуду на нагрузочном резисторе  8 или 4 Ом. 

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

dimax пишет:

Вообще  "тихо" -это характеристика не техническая. Надо воспроизвести файл, где записан синус 1кГц с уровнем 0дБ. И соответственно измерять амплитуду на нагрузочном резисторе  8 или 4 Ом. 

Да, Вы правы. Сгенерировал в Audacity синус 1 кГц 0 дБ, перевёл его в mp3, набрал нагрузочное сопротивление 4,05 Ома и сделал замеры. Размах сигнала на осциллографе показывает 6,2 В (хотя напряжение питания сборки равно 5 В), а USB тестер показывает ток потребления 0,48А. Перемножаем эти значения и получаем заявленные 3 Вт.

Но громкости не хватает. Видимо, придётся использовать дополнительный усилитель

Kakmyc
Offline
Зарегистрирован: 15.01.2018

Видимо получили китайские ватты, а хотелось бы советские...
В СССР на приборах всегда указывалась выходная мощность исполнительного устройства в пересчёте на еденицы измерения в которых он работал.
Т.е. 1Вт на советских колонках, это 1Вт акустической мощности, а не электроэнергия потребленная в процессе создания звука.
Поэтому у советских двигателей , вал несколько толще, чем у западных (или отечественных современных) той же мощности, потому что указана мощность на валу. А КПД был от 60% и выше.

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

поставить динамик с высокой отдачей, 3 ватта это очень большая мощность

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Olejanja пишет:

dimax пишет:

Вообще  "тихо" -это характеристика не техническая. Надо воспроизвести файл, где записан синус 1кГц с уровнем 0дБ. И соответственно измерять амплитуду на нагрузочном резисторе  8 или 4 Ом. 

Да, Вы правы. Сгенерировал в Audacity синус 1 кГц 0 дБ, перевёл его в mp3, набрал нагрузочное сопротивление 4,05 Ома и сделал замеры. Размах сигнала на осциллографе показывает 6,2 В (хотя напряжение питания сборки равно 5 В), а USB тестер показывает ток потребления 0,48А. Перемножаем эти значения и получаем заявленные 3 Вт.

Но громкости не хватает. Видимо, придётся использовать дополнительный усилитель

Усилитель, потребляющий 5*0,48=2,4 ватта, не может выдавать 3 ватта на динамик.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

dimax пишет:

Вообще  "тихо" -это характеристика не техническая. Надо воспроизвести файл, где записан синус 1кГц с уровнем 0дБ. И соответственно измерять амплитуду на нагрузочном резисторе  8 или 4 Ом. 

Лучше бы на динамике. Усилитель класса D может выдавать различные результаты на разных (активной/индуктивной) нагрузках.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Olejanja пишет:

Да, Вы правы. Сгенерировал в Audacity синус 1 кГц 0 дБ, перевёл его в mp3, набрал нагрузочное сопротивление 4,05 Ома и сделал замеры. Размах сигнала на осциллографе показывает 6,2 В (хотя напряжение питания сборки равно 5 В), а USB тестер показывает ток потребления 0,48А. Перемножаем эти значения и получаем заявленные 3 Вт.

А как у нас с законом Ома?

Цитата:

Но громкости не хватает. Видимо, придётся использовать дополнительный усилитель

Проще всего увеличить громкость в mp3 файле.

BOOM
BOOM аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.11.2018

Olejanja пишет:

Размах сигнала на осциллографе показывает 6,2 В (хотя напряжение питания сборки равно 5 В), а USB тестер показывает ток потребления 0,48А.

((6.2В / 2)^2 / 4.05 Ом ) = 2,37Вт. КПД усилителя 98.75%.

Если тихо - меняй динамик или увеличивай громкость в mp3. Или ставь более мощный усилитель.))

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Kakmyc пишет:
Видимо получили китайские ватты, а хотелось бы советские...

В СССР на приборах всегда указывалась выходная мощность исполнительного устройства в пересчёте на еденицы измерения в которых он работал.

Т.е. 1Вт на советских колонках, это 1Вт акустической мощности, а не электроэнергия потребленная в процессе создания звука.

Поэтому у советских двигателей , вал несколько толще, чем у западных (или отечественных современных) той же мощности, потому что указана мощность на валу. А КПД был от 60% и выше.

Вообще-то КПД современных динамиков менее 1%. Да и советских был не более 3%. Так что про аккустическую мощность - это фантазии.

А по поводу ее соотношения с потребляемой - только на ближайших выходных сфоткал:

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Душевно :-)

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

SLKH пишет:

dimax пишет:

Вообще  "тихо" -это характеристика не техническая. Надо воспроизвести файл, где записан синус 1кГц с уровнем 0дБ. И соответственно измерять амплитуду на нагрузочном резисторе  8 или 4 Ом. 

Лучше бы на динамике. Усилитель класса D может выдавать различные результаты на разных (активной/индуктивной) нагрузках.

The output is a ~300KHz  square wave PWM that is then 'averaged out' by the speaker coil - the high frequencies are not heard. 

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

BOOM пишет:

Olejanja пишет:

Размах сигнала на осциллографе показывает 6,2 В (хотя напряжение питания сборки равно 5 В), а USB тестер показывает ток потребления 0,48А.

((6.2В / 2)^2 / 4.05 Ом ) = 2,37Вт. КПД усилителя 98.75%.

Если тихо - меняй динамик или увеличивай громкость в mp3. Или ставь более мощный усилитель.))

или RTFM: 

There's a Gain pin that can be manipulated to change the gain. By default, the amp will give you 9dB  of gain. By connecting a pullup or pull down resistor, or wiring directly, the Gain pin can be set up to  give 3dB, 6dB, 9dB, 12dB or 15dB.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

BOOM пишет:

Olejanja пишет:

Размах сигнала на осциллографе показывает 6,2 В (хотя напряжение питания сборки равно 5 В), а USB тестер показывает ток потребления 0,48А.

((6.2В / 2)^2 / 4.05 Ом ) = 2,37Вт. КПД усилителя 98.75%.

Если тихо - меняй динамик или увеличивай громкость в mp3. Или ставь более мощный усилитель.))

Получить размах 6,2 на выходе при однополярном питании 5в - задача сама по себе нетривиальная.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

ЕвгенийП пишет:

Душевно :-)

Угу. Похоже, французская академия наук в 1775 году погорячилась.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

BOOM пишет:

Olejanja пишет:

Размах сигнала на осциллографе показывает 6,2 В (хотя напряжение питания сборки равно 5 В), а USB тестер показывает ток потребления 0,48А.

((6.2В / 2)^2 / 4.05 Ом ) = 2,37Вт. КПД усилителя 98.75%.

Для синусоиды: (6,2/(2^0.5))^2/4=4.75w. КПД усилителя 197.73%

BOOM
BOOM аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.11.2018

Да намерял он там что-то не то. Какие 99% КПД усилителя класса D? Обычно от 90 до 95 и не более.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

BOOM пишет:

Да намерял он там что-то не то. Какие 99% КПД усилителя класса D? Обычно от 90 до 95 и не более.

он намерял 198%. это ты насчитал жалкие 99.

BOOM
BOOM аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.11.2018

А зачем ты такую манипуляцию в вычислении делал? Я про степень двойки 1/2? Не понял.

Если действующее напряжение вычислять, то уж не так. 6.2В размах, значит 6.2в /2 и / на корень из двух. Только я не помню применимо ли такое в данном случае...

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

SLKH пишет:

Получить размах 6,2 на выходе при однополярном питании 5в - задача сама по себе нетривиальная.

Обычная мостовая схема. В УНЧ для носимой аппаратуры сегодня используется повсеместно.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

andriano пишет:

SLKH пишет:

Получить размах 6,2 на выходе при однополярном питании 5в - задача сама по себе нетривиальная.

Обычная мостовая схема. В УНЧ для носимой аппаратуры сегодня используется повсеместно.

в MAX98357A  её нет.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

BOOM пишет:

А зачем ты такую манипуляцию в вычислении делал? Я про степень двойки 1/2? Не понял.

Если действующее напряжение вычислять, то уж не так. 6.2В размах, значит 6.2в /2 и / на корень из двух. Только я не помню применимо ли такое в данном случае...

6.2 размах -> 0,707 от него эффективное.

BOOM
BOOM аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.11.2018

А разве для  расчёта мощности не амплитудное значение используется?... 

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

SLKH пишет:

BOOM пишет:

А зачем ты такую манипуляцию в вычислении делал? Я про степень двойки 1/2? Не понял.

Если действующее напряжение вычислять, то уж не так. 6.2В размах, значит 6.2в /2 и / на корень из двух. Только я не помню применимо ли такое в данном случае...

6.2 размах -> 0,707 от него эффективное.

Ну, вообще-то амплитуда - это 0.5 от размаха, а эффективное - 0.707 уже от амплитуды. Т.е получается где-то 0.3535. И то только для синуса.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

BOOM пишет:

А разве для  расчёта мощности не амплитудное значение используется?... 

смотря для какого расчета: " - а мы продаем или покупаем?"

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

andriano пишет:

SLKH пишет:

BOOM пишет:

А зачем ты такую манипуляцию в вычислении делал? Я про степень двойки 1/2? Не понял.

Если действующее напряжение вычислять, то уж не так. 6.2В размах, значит 6.2в /2 и / на корень из двух. Только я не помню применимо ли такое в данном случае...

6.2 размах -> 0,707 от него эффективное.

Ну, вообще-то амплитуда - это 0.5 от размаха, а эффективное - 0.707 уже от амплитуды. Т.е получается где-то 0.3535. И то только для синуса.

без картинок с подписями - что мы считаем амплитудой, что размахом, а что там у ТС осцилл. показывает на активной нагрузке - можно долго обсуждать. Клапы нет, запретить некому...

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

а ламповый вольтметр он что показывает? а то мощность по нему считается правильной U^2/R )))

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

ua6em пишет:

а ламповый вольтметр он что показывает? 

На выходе усилителя D без фильтра (динамика) покажет что-нибудь. Погоду в Бискайском заливе, цену на сизаль в Кессон-сити...

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

ua6em пишет:

а ламповый вольтметр он что показывает? а то мощность по нему считается правильной U^2/R )))

К сожалению, лампового вольтметра нет. Могу завтра сделать замеры цифровым мультиметром, а также скину скриншот с осциллографа.

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

Сегодня получилось сделать замеры и пофоткать.

Итак, напряжение питания микросхемы +4,19 В

Переменное напряжение на выходе ~2.19 В

Сгенерированный синус 1 кГц и осциллограмма прилагаются. Визуально размах сигнала на осциллограмме равен ~6,5 В

BOOM
BOOM аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.11.2018

Почему пишешь 6.5В, если осциллограф кажЫт 7.8В? Но я склоняюсь к высказыванию выше, что Д-класс надо мерять с динамиком, а не резисторами. 

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Осциллограмма на нижней картинке очень мало похожа на синусоиду.  Естественно, все формулы для пересчета амплитуды в эффективное значение не годятся.

Частотный диапазон мультиметра 40 - 400 герц, при этой форме сигнала он показывает неизвестно что.

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

7,8 В - это, я понимаю, ширина (высота) окна. Если посчитать по клеточкам (1 клеточка = 1 В), то так и получается - ширина окна = 7,8 В, а размах сигнала = 6,5 В.

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Olejanja пишет:

7,8 В - это, я понимаю, ширина (высота) окна. Если посчитать по клеточкам (1 клеточка = 1 В), то так и получается - ширина окна = 7,8 В, а размах сигнала = 6,5 В.

марка осциллографа?

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

Марка осциллографа - UNI-T UTD2102CEX

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

Сделал замеры с подключённым динамиком 8 Ом. Мультиметр показывает 3,56 В на выходе, осциллограмма ниже. Я вижу на ней 10 В размах сигнала без учёта всплесков. В одной клеточке 2 В.

Olejanja
Offline
Зарегистрирован: 21.06.2022

Сделал синус 50 Гц. Воспроизвёл его и сделал замеры. Мультиметр показывает немного ниже - 2,27 В. На осциллограмме размах сигнала не изменился

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Olejanja, вот для сравнения мой выход усилителя  D-класса на нагрузочном резисторе 8 Ом. Чип усилителя STA326. Питание усилителя от 12 вольт.  На картинке максимальный неискажённый сигнал.

К сожалению с другими усилками D-класса дела не имел, но полагаю что у вас неисправен усилитель. Я бы для начал запитал его от отдельного мощного БП.